Однократное и непрерывное измерение ADC

В примере будут запущены измерения ADC (АЦП) в однократном и непрерывном режиме.

Работа с конфигуратором (В разработке)

Для начала настроим в конфигураторе тактирование mik32, например, от внешнего кварца 32МГц. Затем настроим делители шины. Так как АЦП тактируется от шины APB_P_CLK, то зададим делители AHB_DIV и APB_P_DIV. В данном примере оставим делители по умолчанию. В итоге вкладка с тактированием должна выглядеть так:

(Картинка тактирования из конфигуратора. В работе)

Затем перейдем к настройке самого АЦП. Для этого откроем вкладку АЦП и нажмем включить.

После этого появится настройки канала и источника опорного напряжения (ИОН). Выберем 5-й канал АЦП, которому соответствует вывод Port0.9.

Рисунок 2 - настройки ADC в конфигураторе

В АЦП есть 3 источника опорного напряжения. Внутренний считается встроенным в АЦП. Настраиваемый ИОН и источник от внешнего вывода ADC_REF считаются внешними по отношению к внутреннему ИОН АЦП. Выберем "Внутренний".

В итоге настройки таймера в конфигураторе должны выглядеть как на рисунке.

Нажимаем кнопку сохранения и генерации. В итоге у нас появится проект для PlatformIo. Далее работа идет в visual studio code.

Использование библиотеки HAL_ADC

В сгенерированном проекте в файле main.c должна быть функция ADC_Init, в которой будут заданы настройки для ADC. Выглядит она так:

static void ADC_Init(void)
{
    hadc.Instance = ANALOG_REG;

    hadc.Init.Sel = ADC_CHANNEL5;
    hadc.Init.EXTRef = ADC_EXTREF_OFF; /* Выбор источника опорного напряжения (внешний или встроенный) */
    hadc.Init.EXTClb = ADC_EXTCLB_ADCREF; /* Выбор источника внешнего опорного напряжения (внешний вывод или настраиваемый ОИН) */

    HAL_ADC_Init(&hadc);
}

Кроме этого в функции SystemClock_Config приведены настройки для тактирования. Убедитесь что в PeriphClkInit.PMClockAPB_P присутствует PM_CLOCK_ANALOG_REG_M. Для смены функции вывода на аналоговую должен быть затактирован контроллер выводов (в PeriphClkInit.PMClockAPB_M должен быть PM_CLOCK_PAD_CONFIG_M или PMCLOCKAPB_M_DEFAULT). Сама функция должна выглядеть примерно так:

void SystemClock_Config(void)
{
    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInit = {0};
    RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};

    RCC_OscInit.OscillatorEnable = RCC_OSCILLATORTYPE_OSC32K | RCC_OSCILLATORTYPE_OSC32M;   
    RCC_OscInit.OscillatorSystem = RCC_OSCILLATORTYPE_OSC32M;                          
    RCC_OscInit.AHBDivider = 0;                             
    RCC_OscInit.APBMDivider = 0;                             
    RCC_OscInit.APBPDivider = 0;                             
    RCC_OscInit.HSI32MCalibrationValue = 0;                  
    RCC_OscInit.LSI32KCalibrationValue = 0;
    HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInit);

    PeriphClkInit.PMClockAHB = PMCLOCKAHB_DEFAULT;    
    PeriphClkInit.PMClockAPB_M = PMCLOCKAPB_M_DEFAULT | PM_CLOCK_WU_M | PM_CLOCK_PAD_CONFIG_M;     
    PeriphClkInit.PMClockAPB_P = PMCLOCKAPB_P_DEFAULT | PM_CLOCK_UART_0_M | PM_CLOCK_ANALOG_REG_M;     
    PeriphClkInit.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_NO_CLK;
    PeriphClkInit.RTCClockCPUSelection = RCC_RTCCLKCPUSOURCE_NO_CLK;
    HAL_RCC_ClockConfig(&PeriphClkInit);
}

Для демонстрации вывода текста в PeriphClkInit.PMClockAPB_P присутствует PM_CLOCK_UART_0_M. У вас его может не быть так как UART нужно включить отдельно. Для этого нужно подключить библиотеки uart_lib и xprintf.

#include "mik32_hal_rcc.h"
#include "mik32_hal_adc.h"

#include "uart_lib.h"
#include "xprintf.h"

Для инициализации UART в функции main, после функции тактирования SystemClock_Config, следует написать:

UART_Init(UART_0, 3333, UART_CONTROL1_TE_M | UART_CONTROL1_M_8BIT_M, 0, 0);

Скорость UART задается делителем во втором аргументе функции. При такой записи скорость будет 9600 бод.

В начале main.c можно видеть объявление структуры с набором настроек для АЦП, которую использует функция инициализации ADC_Init.

ADC_HandleTypeDef hadc;

void SystemClock_Config(void);
static void ADC_Init(void);

Для запуска однократного измерения следует использовать функцию HAL_ADC_Single. Для получения значения используйте функцию HAL_ADC_WaitAndGetValue.

Функция main должна выглядеть примерно так:

int main()
{    

    SystemClock_Config();

    UART_Init(UART_0, 3333, UART_CONTROL1_TE_M | UART_CONTROL1_M_8BIT_M, 0, 0);

    ADC_Init();

    uint16_t value = 0;

    while (1)
    {    
        HAL_ADC_Single(&hadc);
        value = HAL_ADC_WaitAndGetValue(&hadc);

        xprintf("ADC: %d (V = %d,%03d)\n", value, ((value*1200)/4095)/1000, ((value*1200)/4095)%1000);

        for (volatile int i = 0; i < 1000000; i++);
    }
       
}

Рисунок 3 - вывод UART

Рисунок 4 - вывод UART в примере с внешнем ОИН

Рисунок 5 - Вывод UART в примере с АЦП в непрерывном режиме

Подадим на вывод Port0.9 напряжение 0.6В. Вывод UART можно видеть на рисунке 3. АЦП может выводить немного другое значение, так как источники напряжения и сам АЦП имеют погрешность.

Теперь изменим ИОН на внешний от вывода ADC_REF - Port1.10. Это можно сделать в конфигураторе, либо в функции ADC_Init, которая должна выглядеть так:

static void ADC_Init(void)
{
    hadc.Instance = ANALOG_REG;

    hadc.Init.Sel = ADC_CHANNEL5;
    hadc.Init.EXTRef = ADC_EXTREF_ON; /* Выбор источника опорного напряжения: «1» - внешний; «0» - встроенный */
    hadc.Init.EXTClb = ADC_EXTCLB_ADCREF; /* Выбор источника внешнего опорного напряжения: «1» - внешний вывод; «0» - настраиваемый ОИН */

    HAL_ADC_Init(&hadc);
}

Функция main без изменений.

Подадим на вывод ADC_REF (Port1.10 ) 1.2В, а на вывод АЦП5 (Port0.9) 0.6В. Вывод UART изображен на рисунке 4. АЦП может выводить немного другое значение, так как источники напряжения и сам АЦП имеют погрешность.

Для запуска АЦП в непрерывном режиме следует использовать функцию HAL_ADC_ContiniusEnable, а для считывания результата преобразования HAL_ADC_GetValue.

static void ADC_Init(void)
{
    hadc.Instance = ANALOG_REG;

    hadc.Init.Sel = ADC_CHANNEL5;
    hadc.Init.EXTRef = ADC_EXTREF_OFF; /* Выбор источника опорного напряжения: «1» - внешний; «0» - встроенный */
    hadc.Init.EXTClb = ADC_EXTCLB_ADCREF; /* Выбор источника внешнего опорного напряжения: «1» - внешний вывод; «0» - настраиваемый ОИН */

    HAL_ADC_Init(&hadc);
}

Функция main должна выглядеть примерно так:

int main()
{    

    SystemClock_Config();

    UART_Init(UART_0, 3333, UART_CONTROL1_TE_M | UART_CONTROL1_M_8BIT_M, 0, 0);

    ADC_Init();

    uint16_t value = 0;
    HAL_ADC_ContiniusEnable(&hadc);

    while (1)
    {    
        value = HAL_ADC_GetValue(&hadc);

        xprintf("ADC: %d (V = %d,%03d)\n", value, ((value*1200)/4095)/1000, ((value*1200)/4095)%1000);

        for (volatile int i = 0; i < 1000000; i++);
    }
       
}

Подадим на вывод АЦП5 (Port0.9) 0.6В. Вывод UART изображен на рисунке 5. АЦП может выводить немного другое значение, так как источники напряжения и сам АЦП имеют погрешность.